深基坑支护方案的设计及施工监控

罗洪

（天和国咨控股集团有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

在我国经济高速发展的过程中，基础设施建设不断增多，规模越来越大，工程建设存在的质量问题也越发明显。深基坑支护工程作为建筑工程的基础性工程支护方案的设计及施工监控，直接影响建筑项目的质量和安全。监理作为工程项目的质量监督方，负有重要的监督责任。本文以石城县人民医院项目为例，针对深基坑工程的特点，开展精细化的质量监理控制措施，提升监理工作水平，保证深基坑支护工程的施工质量。

1 项目概况

石城县人民医院项目为住院医技综合楼及老年医疗养护中心二合一项目，该楼位于住院楼的东侧。工程为地下2层地上13层，建筑高度47.5m。该工程基坑大致呈三角形，周长约486m，面积约14393m2，深度约4.3～9.0mm，该项目挖基础土方共88274m3，挖土深度-8.9m左右。

2 基坑支护结构的设计

支护方案采用放坡及土钉墙支护型式。

（1）竖向锚管采用Φ48mm×3.5mm 钢花管，间距500mm，L=4.0～7.5m，成孔直径不小于89mm。

（2）锚管墙锚管采用Φ48.0mm×3.5mm钢花管，间距1.0～1.3m，长度6.0～9.0m，倾角15°，Nk=30～45kN。坡面喷射80mm厚C20细石混凝土，内挂Φ8@200mm×200mm钢筋网。

（3）土钉墙土钉成孔直径≥110mm，主筋采用Φ20钢筋，间距1.5m，长度6.0m，倾角15°，Nk=30kN。坡面喷射80mm厚C20细石混凝土，内挂Φ8@200mm×200mm钢筋网。

（4）放坡坡面喷射C20细石混凝土，厚度80mm，内挂Φ8@250mm×250mm钢筋网。插筋为Φ14@2.0m钢筋，L=0.8m。

（5）坑中坑放坡坡率1∶1，放坡坡面喷射C20细石混凝土，厚度80mm。

3 深基坑支护施工监理控制

3.1 地连墙施工设计和方法

地连墙施工是基坑支护施工的重要阶段，具有工程量大、施工期紧、工期较长、施工场地占面大等特点，需要采取措施防范施工中可能出现的问题，保障施工安全，保证施工质量及进度。

冠梁、腰梁、支撑梁：C35。边坡顶喷射混凝土面层：C20。立柱上部采用钢格构柱，下部采用Φ900灌注桩作为基础。灌注桩、立柱基础桩：C30水下混凝土。所有冠梁、腰梁和支撑梁下垫层：C15，厚100mm。地连墙混凝土设计强度等级为水下C35。混凝土抗渗设计等级为P10。对于防水混凝土的施工，其配合比需要现场试验后确定，防水混凝土的抗渗等级需要比设计要求提高一级以上。工程采用防水混凝土地连墙作为围护结构，墙厚为0.6m和0.8m，标准幅宽为6.0m，成槽深度20.80～23.4m。

地连墙施工可采用首开、顺开、续开、闭合等施工方法。连续墙的施工要严格控制导墙、成槽、吊放锁扣管、吊放钢筋笼、灌注水下混凝土、起拔锁扣管等施工工序的质量，保证泥浆质量的各个指标如泥浆密度、黏度、失水量、含砂量、PH值等符合规范标准。还要确保钢筋笼设计的吊点位置准确，重点监督水下混凝土的坍落度、混凝土浇筑面上升速度、导管埋入深度、混凝土初灌量、锁扣管的起拔时间等施工参数的测试值符合设计要求[1-3]。

3.2 钢筋笼吊装控制

该工程中的23.4m地连墙钢筋笼长度达22.25m、首开幅最重达约16.5t，为了提高施工效率，首开幅钢筋笼要采用整体吊装的方式。整体吊装对吊机选择、吊装工艺及钢筋笼刚度等会有比较高的要求。

钢筋笼的吊装需要较高的控制技术，地连墙钢筋笼吊装采用双机抬吊方式，整体吊装要求钢筋笼刚度较高。对于一字型的钢筋笼需要设好桁架钢筋，在6m宽度的标准槽段需要设置4个间距1.5m的纵向桁架，并采用Ф25的桁架钢筋；在间隔4m的位置加强设置一道横向桁架，桁架钢筋采用Ф25螺纹钢“。L”型特殊槽段的异形钢筋笼，要间隔2m在转角处设置一道Ф25斜拉筋进行支撑，并在钢筋笼下放吊装过程中进行割除，见图1所示。

图1 “L”型特殊槽段异形钢筋笼加固示意图

3.3 控制成槽垂直度

成槽垂直精度不得低于1/300，接头处相邻两槽段的中心线在任一深度的偏差不得大于50mm。地连墙垂直度控制难度较大，为了确保结构施工安全，不会出现侵限现象，需要使用两用墙的地连墙。导墙施工过程中，采取先放样，然后安装模板，之后多次测量复核等办法，保证施工中心偏位、垂直度等在受控范围内，成槽机施工过程中注意观察自动显示结果，及时纠偏。如遇到常规方式无法解决的问题，应立即向项目技术负责人汇报，召开专家会议讨论分析。

3.4 地连墙接缝止水控制

本基坑设置疏干井、排水沟、集水井、降水井对地下水进行降排，且开挖过程中根据地下水情况进行抽降水。对基坑底部渗水采用明沟明排，经沉沙池沉淀后排入市政排水系统，根据地下水量在坑底拐角处设置一定数量的集水井，坑底集水井距基坑边沿200mm，集水井底面比排水沟底面低0.50m。集水井采用普通黏土烧结砖砌筑，并以M10水泥砂浆抹面。

项目工程中围护结构施工质量对于工程基坑开挖的安全性具有重要作用。在基坑开挖之前，需要进行土壤内降水，降水后会造成基坑内外形成明显的水差，从而对地连墙的稳定性形成压力和安全隐患，一旦发生地连墙漏水等情况，就很难实现完全堵漏工作，对基坑和周边环境造成安全隐患。

该工程地连墙采用工字钢止水接头，在工字钢板上增加1m宽水铁皮，在完成首开幅施工之后，要加大刷壁，增强止水效果。在连接幅或闭合幅成槽时，对于泥浆的黏附可能在工字钢上留下一层泥皮，需要采取刷工等措施，防止形成地下水渗漏的通道。对此，需要使用专业的止水钢板刷壁器，安装于成槽机斗体之上，利用成槽机本身的自重，配合成槽机上的数据显示，紧贴工字钢凹凸面，冲击工字钢外侧绕流体，达到良好的刷壁效果[4-6]。

3.5 土方开挖施工监控

3.5.1 对施工流程的监控

土方开挖是一项复杂、危险的施工，开挖的顺序及施工方法要按照设计要求进行，必须按开槽支撑，支撑后再开挖，分层分步开挖，不得超量超范围挖的原则进行施工。开挖施工需要提前制订可行、合规的施工方案，在征询设计方和管理部门的同意后可进行施工。土方开挖施工过程中要严格按施工方案进行，监理密切跟踪施工过程，要及时监测基坑数据，根据数据调整施工程序、施工方案，对于可能出现的坍塌、渗水等问题及时与施工方沟通，拟定应急处置措施。开挖后如果发现地质条件与原先的勘察报告出入较大，需要停止开挖并与设计等各方协商处理。

3.5.2 对施工环境的监控

在基坑土方开挖施工之前，施工单位应对土方施工场地周围的管线、工程道路等设施进行勘查，并采取保护措施，要对施工场地进行清理，主要清除场地内的障碍物，防止干扰施工作业。要对土方下面的地下管线等情况进行核实，确定位置及深度，在支护结构和土方开挖过程中注意避免挖到管线，保证管线安全。此外，要注意保证基坑周边的土方堆叠不超过设计载荷。

3.5.3 对其他施工要点的监控

（1）基坑土方开挖需要遵循分层、分步、分段开挖的原则，防止造成工程桩侧移，保证基坑安全，严禁超挖、不按设计开挖等行为。开挖中上层支护结构强度需要达到设计强度的7成，才能继续进行下一层的土方开挖，保证基坑安全，不得提前开挖或超挖。

（2）土方开挖的排水也是监控重点，基坑内的积水可采用明沟排水，或者利用集水坑集中排水，把水集中到集水沟，让泥土沉淀后再往外排入下水道。

（3）土方放坡的坡度要符合设计要求，严禁超过设计范围。

（4）开挖土方对于坡道、坡率的设置要考虑到支护结构的受力情况。

（5）土方开挖要设置好基坑挖土的顺序，开挖过程中要保护好支护结构，不得让其受到碰撞、振动，保证支护结构安全。

（6）土方开挖应在未下雨的天气下进行，开挖中要及时清理坑内积水，做好降水的应对措施，防止坑内积水。开挖完成后，立即开展垫层混凝土施工，避免基坑长时间暴露造成积水等隐患。进行地下室施工过程中，要及时对围护结构与地下室外墙间的间隙进行土方回填，回填施工要按有关施工设计进行。严禁对基坑底进行超挖等，防止基坑坍塌，开挖完成后要及时封闭基坑，避免坑底暴露和水浸，及时开展地下室结构施工。

3.6 施工现场监测

（1）对于基坑工程的监测，需要采用监测仪器，外加人员巡视检查方式，重点做好施工关键程序、关键部位的监测。获得的监测数据要实时进行分析、处理，并向施工单位和监理反馈。

（2）基坑施工前应对相邻建构筑物原有的倾斜、裂缝等现状进行见证拍照存档，对相邻管线进行详查，做出明确的标记。

（3）监测坡顶水平位移、坡顶垂直位移、地表裂缝、坡顶建设（构）物变形、深层水平位移、支护结构变形、维护桩内力、地下水、渗水与降雨关系及周边管线变形等。

（4）督促增加监测频率和监测点，对于位移、沉降等的监测不得少于两点、两次，且应设在影响范围以外。监测点数量及位置应根据现场实际情况进行调整，监测点间距不大于20m。安设测斜管的桩长应加长1.5m。在地下室底板施工完后，若无明显变形，可适当减少观测频率。各项监测的时间间隔可视施工进程确定，在土方开挖期间，每天观测一次,底板浇注后时间可适当延长。监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于两次。

4 结束语

综上所述，深基坑支护施工监控工作需要把握好各个重要环节的控制要点，施工中需要采取有效的质量控制措施，防止产生施工质量问题。对桩基施工提供质量验收标准和工期安排参考依据，并有效解决施工中可能出现的施工问题，保证深基坑支护施工的顺利完成。